多智能体系统的协调控制研究综述

近年来,多智能体系统的协调控制在多机器人合作控制、交通车辆控制、无人飞机编队和网络的资源分配等领域有着广泛的应用,成为当前控制学科的一个热点问题.首先介绍了多智能体系统的研究背景、智能体的概念和相关的图论知识;然后从多智能体系统协调控制包含的几个问题入手,即群集问题、编队控制问题、一致性问题和网络优化问题等,对其国内外的发展现状进行了总结和分析;最后,给出了多智能体系统有待解决的一些问题,以促进对多智能体系统协调控制理论与应用的进一步研究.     

一类二阶非线性多智能体系统的固定时间同步控制

研究了一类具有主从结构的二阶非线性多智能体系统的固定时间同步问题.基于齐次系统理论,设计了一个新的固定时间同步控制算法,使得多智能体系统可以在固定时间之内达到同步.理论研究表明,多智能体系统的同步时间可以预先确定并且不依赖于任何系统初始条件.最后,对多智能体系统的同步进行了数值仿真,验证了该方法的有效性.     

Lipschiz-type的高阶非线性多智能体系统分布式优化算法研究

主要研究了具有Lipschiz-type非线性多智能体系统的分布式优化问题.在多智能体网络中,每个个体都拥有一个代价函数,整个多智能体网络的好坏由这些代价函数的和来进行评判.在整个过程中,每个目标仅知道局部的交互信息和其自身代价函数的梯度.为了实现协同优化的目标,提出了一个新的分布式优化算法,运用李雅普诺夫稳定性分析的方法可以证明该算法能够保证所有智能体实现协同优化.最后进行数值仿真,成功地验证了该算法的正确性和可行性.     

基于事件触发和欺骗攻击的多智能体一致性控制

本文研究了基于事件触发和欺骗攻击的多智能体一致性问题.为了降低智能体间无线通信网络负载,本文引入事件触发机制来减少智能体之间通信的冗余数据传输量.由于智能体间无线通信网络易遭受网络攻击,因此考虑无线通信网络环境下欺骗攻击的影响,建立了一类基于事件触发和欺骗攻击的多智能体系统数学模型.基于此模型,通过利用Lyapunov稳定性理论、多智能体一致性理论和线性矩阵不等式技术分别给出多智能体一致性控制的稳定性条件和控制器设计算法.最后,通过仿真算例验证了所提出设计方法的有效性.     

具有控制器增益随机不确定性的多智能体一致性控制

针对控制器存在随机不确定性的多智能体系统,研究了所有智能体状态达到一致的控制问题.首先,假设智能体连接网络拓扑是无向、固定和连通的,而且每个个体的控制器存在相同的随机不确定性,最终得到了融合随机控制器增益不确定的闭环控制系统模型.应用基于李雅普诺夫稳定性理论、线性矩阵不等式技术和鲁棒控制方法,得到了一种保证误差状态系统渐近稳定的充分条件.进一步通过一系列矩阵变换处理技巧,将状态反馈控制器的存在条件转化为一组线性矩阵不等式的可行解问题.最后应用计算机仿真验证了该控制器设计结果的有效性.     

基于事件驱动机制的多智能体系统协调控制研究综述

为了减少对网络带宽、通信成本及智能体自身能量等有限资源的不必要的浪费,近些年来,基于事件驱动机制的多智能体系统协调控制的问题受到大量学者的关注,成为了国内外研究的热点.本文集中讨论了几类典型的事件驱动机制,着重介绍了集中式、聚类式、分布式事件驱动机制,自驱动机制和基于边信息的分布式事件驱动机制的设计思想及研究进展.此外,排除芝诺行为作为事件驱动机制研究的关键性问题之一,本文指出了其早期研究存在的盲点,并总结了两类有效的分析方法.最后,给出了事件驱动机制研究亟待解决的问题,并对其理论和应用研究进行了展望.     

多智能体系统的有限时间与固定时间一致性

本文利用非连续的控制协议,研究了多智能体系统的有限时间一致性与固定时间一致性问题.基于集值映射、微分包含以及Lyapunov稳定性理论,在统一的框架下,给出了多智能体系统达到有限时间一致性和固定时间一致性的判别准则.通过数值仿真,验证了所给协议的有效性.     

具有非合作连边的一般线性多智能体系统包含控制研究

本文研究了通信拓扑中具有非合作连边的一般线性多智能体系统的包含控制问题.系统中允许多个领导者的存在,这些领导者的状态可以通过它们与邻居领导者进行交互而动态地变化.采用最近邻居规则设计分布式控制协议,利用线性矩阵不等式技术和线性系统控制理论证明了跟随者的状态轨迹最终收敛到由领导者的状态轨迹及领导者相反轨迹生成的凸包中,成功解决了符号图上线性多智能体系统的包含控制问题.仿真结果验证了结论的正确性.     

基于量化脉冲控制策略的领导跟随多智能体系统的固定时间一致性

本文研究了基于量化脉冲控制的非线性领导跟随多智能体系统的一致性问题.基于矩阵理论、李雅普诺夫函数和利普希茨不等式,给出了若干假设和充分条件.通过构造比较系统,利用微分方程理论,给出了固定时间下的一致性准则,且计算了达到一致需要的时间.最后,选择合适的参数,通过数值仿真验证了理论分析的有效性.     

基于输出反馈的分数阶奇异线性多智能体系统领导者-跟随一致性

本文主要开展多智能系统领导者-跟随一致性分析,其中每个智能体的动态性能描述为分数阶奇异线性系统.基于系统的输出信息,设计一个输出反馈的控制协议.通过有效的证明,推导出多智能体系统领导者-跟随一致性的充分条件.采用奇异值分解（SVD）技巧,可将一致性条件进一步转换为易于求解的线性矩阵不等式.当通信拓扑图假设为无向连通图时,一致性条件可以简化为相对简单的多个线性矩阵不等式.最后给出一个实例,演示如何求取反馈增益,通过仿真图可以发现本文结果正确、有效.     

日本多主体适应气候变化框架机制及对中国的启示——基于法律政策的视角

通过系统梳理日本适应气候变化法律政策的发展历程,分析日本多主体适应气候变化的框架机制,结合其目前具体的适应实践进展,总结出可供中国借鉴的经验启示。研究发现,日本适应气候变化法律政策的发展经历了由重减缓、轻适应,到上升至国家战略,再到立法这3个阶段,形成了以国家、国立环境研究所、地方公共团体、地区气候变化适应中心、企业和居民为主体的多主体适应框架,从科研成果与决策应用转化、适应信息“共享—反馈—更新”有效循环、建立跨地区合作平台、适应资金支持、实施进度监测管理等5个方面构建了多主体适应气候变化机制。目前日本各适应主体逐步开展适应气候变化实践,但适应工作仍处于初期阶段,适应信息共享体系、跨地区合作细则以及适应政策实施效果评价体系有待进一步完善。结合日本的法律政策经验和中国具体情况,提出了中国应科学定位适应气候变化法律地位、加快立法进程,完善“监测评估—信息共享—适应行动—效果评价”多主体适应框架的机制体制,引导企业采取气候风险管理和适应性商业活动,提高居民的适应认知和适应能力的政策建议。     

基于复杂网络的城市公交网络研究综述

近年来,基于复杂网络理论的城市公交网络研究得到了人们的广泛关注,相关的研究成果有助于深入理解城市公交网络的运行机理,并为这类网络的设计、优化与控制提供帮助.首先介绍了城市公交网络的研究背景、城市公交系统的网络描述和相关的网络概念.然后从网络的静态特性分析、演化生成建模、行为研究和应用研究等方面对国内外的研究现状进行了总结和分析.最后,总结并讨论了当前基于复杂网络的城市公交网络的研究状况与发展机遇.     

基于观测器的多智能体系统的自适应一致性控制

针对带有非线性动态的高阶多智能系统,本文提出了基于观测器的一致性和自适应控制算法.在一致性算法中加入了历史信息,并且参数增益采用自适应律控制的策略.利用Lyapunov函数、稳定性理论、图论和线性矩阵不等式技巧,得到多智能体系统一致性的充分条件.最后通过数值仿真结果验证该算法的有效性.